实用急性肺栓塞诊疗手册
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第三章 病理生理和临床表现

第一节 病理解剖和病理生理

一、病理解剖
尸体解剖常发现在生前未诊断的肺血栓栓塞,特别是高龄、肥胖、充血性心力衰竭、卧床、大手术后或重大创伤的患者。约有一半病例肺栓塞是导致死亡的原因。
19世纪Virchow首先描述了发生静脉血栓栓塞症的诱因。任何造成静脉血液淤滞、静脉血管壁损伤、血液高凝状态的因素都是导致静脉血栓栓塞症的诱因。手术后或产后的血栓形成与创伤诱发的血小板增加有关。血栓常发生于盆部或大腿的深静脉的分支。这些部位的血流因卧床而变得缓慢,当血栓延伸到达股部静脉主干时,就容易破碎,栓子随血流到达肺部产生栓塞。前列腺周围的静脉丛是肺栓塞的另一重要来源,容易形成多发小栓塞。该部位的局部炎症、心力衰竭所致的局部血流变慢,都可以促使血栓形成。有研究显示,到达肺部的血栓86%途经下腔静脉,3%途经上腔静脉,3%来自心脏,8%为弥漫性血栓栓塞 [1]
(一)栓子的分布
兔血栓模型的实验显示,将血凝块注入兔的体静脉后,栓子在肺的分布取决于其大小和肺动脉的解剖。大的栓子停留在肺动脉主干,中等大小的栓子多数不成比例地分布在后基底段的血管。在男性患者,肺梗死多发于下叶的后基底段。其原因主要在于其解剖结构特征:肺动脉有大的轴向主干,以一定的角度分出分支,最后终结于后基底段。因此沿轴流移动的栓子易在后基底段停留。
(二)新鲜血栓和陈旧血栓
大的栓子突然嵌入肺动脉主干可使血液循环实际上陷于停顿,从栓子间隙渗过的小量血流不足以充满左心室并维持正常的体循环动脉血压以及脑动脉和冠状动脉血供,患者会发生猝死。尸体解剖可发现栓子呈卷绕状态,骑跨在肺动脉主干的分叉处。右心和腔静脉扩张,左心房左心室收缩,肺外观苍白。在肺动脉内形成的血栓不呈卷绕状,如果把在原位形成的栓子取出,其外观不呈卷绕状,其直径与形成血栓部位的血管内径相对应。其表面有相应血管静脉瓣的印痕。
生前形成的血栓,不管是原位形成的还是转移来的栓子,其表面均可见红白相间的条纹,分别代表血小板和混有红细胞的纤维素的沉着。这有助于鉴别死后形成的血凝块。
新鲜的血栓易碎,沿肺动脉分支,几天后血栓就可以机化并牢固地黏附于血管壁。在4~6周内,血栓为纤维组织所代替,管腔可重新开通。一些血栓可以消失,被认为是纤维素溶解的结果。有时可见薄的纤维组织带,横跨于大的肺动脉腔内,为以往有过血栓栓塞的唯一证据。更多的情况下,小动脉内腔因管壁重建而形成多个腔道。
(三)肺梗死
同其他梗死一样,肺梗死也往往呈楔形。在梗死灶的尖端可发现堵塞的肺动脉;梗死的底部位于胸膜。肺叶的边缘也往往受累,则梗死灶呈菱形而非楔形。任何部位的肺都可受累,但梗死最常见于基底部,肺梗死多数为多发性。
1.部分和完全梗死
完全梗死的组织不可能恢复,愈合过程只能通过修复(而不是吸收),最终形成纤维瘢痕。这种情况仅占肺梗死的少数。多数梗死可完全吸收,提示肺组织并没有受到不可逆的损害,梗死仅仅是部分的。多数情况下,尽管供血的肺动脉被完全堵塞,肺组织仍然可以避免出现部分的失活状态。其解释是肺组织有双重血液供应,而且肺组织不完全靠血流供氧,因此真正的梗死罕见。即使是部分梗死,除了肺动脉血供停止,还需要其他的因素共同参与起作用,主要是因心功能不全影响支气管动脉供血。虽然正常情况下支气管动脉仅提供小量血流到外周肺组织,但在肺动脉血流停止时,支气管动脉供血可大大增加。出现肺梗死常见的临床情况是患者有心衰且不能下床,这类患者易发生血栓栓塞,同时支气管动脉供血也不良。在没有静脉被动充血的情况下,肺梗死很少发生。
部分梗死开始时表现为水肿,但在48小时内毛细血管破裂,导致广泛出血、肿胀,外观坚实和深红色,病灶边缘清楚。在梗死灶与健康组织交界处产生急性炎症,受累区域胸膜面纤维素渗出。镜下肺泡腔内充满红细胞,但肺泡壁完整,肺组织的基本结构也无改变。X线检查往往发现病灶迅速完全的吸收。如果患者因再次大面积栓塞而死亡,在原有梗死部位也仅发现有血红素沉着的巨噬细胞,没有其他异常。少数情况下可发现坏死灶,提示为真正的梗死,修复就需通过机化完成。修复过程缓慢,病灶苍白,收缩,最终成为难以发现的瘢痕。
2.感染性栓子
腹腔感染、静脉导管感染或累及右心瓣膜的细菌性心内膜炎,可产生感染性梗死。可迅速产生化脓,类似一般肺脓肿。少数开始为无菌的肺梗死可因失活组织被空气中的细菌所污染而形成脓肿。
3.肺静脉梗死
与肺动脉堵塞所致的梗死相比,肺静脉梗死非常罕见。其主要原因是肺的静脉引流有着非常丰富的侧支循环,所报道的少数病例是由于硬化性纵隔类;其他病因包括左心房黏液瘤,二尖瓣狭窄所致左心房血栓形成,肺切除后所致静脉血栓,以及肺癌。梗死类似于肺动脉堵塞所致者。慢性静脉阻塞,见于肺静脉阻塞性疾病者,可导致肺纤维化。这些瘢痕区域富含亚铁血红素,可能代表愈合的静脉梗死。
(四)非血栓性肺栓塞
包括脂肪和其他组织栓塞。因不成功的心肺复苏或创伤骨折的死亡者,尸体解剖可见骨髓堵塞小的肺动脉。其他创伤性栓塞包括脑组织、肝组织、胆汁,或很罕见的动脉胆固醇结晶。后者被认为是由于出血所致,其他则没有临床意义,仅仅为一种尸检的偶然发现。更重要的情况与脂肪栓塞有关,其原因是严重创伤,使骨髓或软组织的小脂肪球进入血液循环。如果有质量良好的冰冻切片,几乎都可以在小的肺动脉中被发现。一般无症状,但大约1%~5%脂肪栓塞的患者可出现全身或呼吸系统症状,称为脂肪栓塞综合征。有时骨髓梗死是由血红蛋白病所致,造成脂肪或骨髓栓塞。
二、病理生理
急性肺栓塞同时影响循环和气体交换,因压力超负荷导致的右心衰竭被认为是严重肺栓塞导致死亡的主要原因。
(一)呼吸功能
肺栓塞对呼吸功能的影响是增加肺泡死腔、低氧、过度通气。其他影响包括肺梗死部位表面活性物质的丢失,急性肺栓塞患者动脉血低氧血症常见,但并不都会出现。低氧血症的机制包括通气/血流失调、肺内分流、心输出量降低、因卵圆孔开放而产生的心内分流。
呼吸衰竭:肺栓塞所致的呼吸衰竭主要是血流动力学紊乱的结果。心输出量降低导致混合静脉血氧饱和度降低。此外,流经由阻塞血管供血的肺单位的血液,与流经血管通畅而血流过多的区域的血液相混合,形成通气/血流比例不匹配,造成低氧。在大约1/3患者,超声心动图可发现通过卵圆孔有右→左分流,这是由于右-左心房之间的压力阶差逆转所致,可导致严重的低氧血症,增加逆向栓塞和脑卒中的危险。
(二)心肌炎症反应
肺栓塞过度的神经内分泌激活可以是右心室壁张力异常和循环休克两者共同作用的结果。48小时内死亡的肺栓塞患者右心室心肌有大量炎症细胞浸润,可能是因为肺栓塞诱发的“心肌炎”导致高水平的肾上腺素分泌所致。这种炎症反应或可以解释有些肺栓塞患者急性期过后24~48小时出现继发性血流动力学不稳,但有些患者也可能是由于肺栓塞早期复发所致。
血液循环中心肌损害生物标志物水平的升高和肺栓塞早期不良结局有关,提示在肺栓塞急性期,右心缺血具有病理生理上的意义。尽管肺栓塞后右心室梗死不常见,氧的供求关系的不平衡可以损害心肌细胞,进一步降低心肌收缩力。
(三)肺动脉高压和右心衰竭
肺动脉血管床横截面积被血栓堵塞超过30%~50%,才会引起肺动脉高压。肺栓塞早期肺动脉阻力的升高,是由于血栓素A 2和血清素释放介导的肺动脉收缩所致。这种情况可通过血管舒张药逆转。肺动脉解剖上的堵塞和血管收缩导致肺动脉阻力升高,肺动脉顺应性降低。
根据Frank-Starling原理,肺血管阻力的突然升高导致右心室扩张,从而改变右心肌肉的收缩特性。右心压力和容量的增加导致心室壁张力升高和心肌细胞伸张,右心收缩时间延长,诱发神经激素的激活而产生正性肌力和正性时相刺激。这些代偿机制以及全身血管的收缩作用,增加肺动脉压,改善受阻塞的肺血管床的血流,因此可以暂时地稳定全身血压。但这种即时适应的程度有限,因为较弱的薄壁的右心室不能使平均肺动脉压维持在40mmHg以上水平。
右心室收缩时间延长至左心室舒张早期可导致室间隔向左膨出。两个心室的不协调可因右束支传导阻滞的产生而加剧。其结果是,左心室在舒张早期充盈受阻,这可导致心输出量的下降,产生系统低血压和血流动力学不稳定。
(四)肺泡出血
即使栓塞不影响血流动力学,远端小的栓塞形成肺泡出血区域,可导致咯血、胸膜炎和胸腔积液,往往是轻度的。这些临床表现被称之为“肺梗死”。一般对换气功能影响轻微,除非原有心肺的基础病。
(五)血栓的吸收
开始抗凝治疗后2周内血栓迅速吸收;然而影像学的改变可持续数月甚至数年。如果初始的血栓不能溶解,或者有复发性血栓栓塞,可产生慢性血栓栓塞性肺动脉高压。

(陈升汶)